はじめての無線LANルータ
今回紹介したいのは無線LANルータ選定のためにしっておくべき無線LANルータの機能や仕様について私が調べたことを書きたいと思います。
- 規格
- 通信速度
- 帯域
- アンテナ数
- ビームフォーミング
- MIMO
- LANケーブル
- 電波について
規格
まずは最初は規格についてです。
無線LANには周波数の帯域や特長の違いで規格があります
種類としては
| 世代 | 新名称 | 規格名 | 最大通信速度 | 周波数 |
|---|---|---|---|---|
| 第6世代 | Wi-Fi 6 | IEEE 802.11ax | 9.6Gbps | 2.4GHz帯/5GHz帯 |
| 第5世代 | Wi-Fi 5 | IEEE 802.11ac | 6.9Gbps | 5GHz帯 |
| 第4世代 | Wi-Fi 4 | IEEE 802.11n | 600Mbps | 2.4GHz帯/5GHz帯 |
| 第3世代 | - | IEEE 802.11g | 54Mbps | 2.4GHz帯 |
| 第2世代 | - | IEEE 802.11a | 54Mbps | 5GHz帯 |
| 第1世代 | - | IEEE 802.11 | 2Mbps | 2.4GHz |
上にいくほど通信速度と通信帯域が大きいですが、速度については、あくまで理論値であり、実測値はその環境(ルータやLANケーブルなど)によって変わります。
更にルータ(親機)とスマホ(子機)て互いに同一の規格でのみ、該当の通信速度がでます。
また、互換性は同一の帯域がある規格は互換性があります。なので、ax,ac,n,aは5GHzで互換性があり、ax,n,g,bは2GHzで互換性があります。
規格名とは別に新名称という項目があると思いますが、これは規格名だと上位などの関係がわからりづらいということで、作られたものです。これにより、お互いの規格の関係性や話のなかで、認識が合いやすくなります。
通信速度
言葉通り通信の速さになり、bps(1秒間に送れるビット数)というように表現します。
また、ビットとはデータ量の最小単位であるので、bpsは1秒間に送れるデータ量つまり、通信速度となります。
そうなると上で述べた、通信規格ごとの通信速度が上に行くほど高いことがわかります。
しかし、これはあくまでも理論値であります。というのも、ルーターの性能などに大きく依存し、一般的に、実効値は理論値の半分～1／3程度だそうです。
また、今のところ1番はやい無線ルータは↓のバッファローのルーターで1.45Gbpsだそうです。
電波について
無線LANルータからでる電波についてです。
まず、強度についてですがこちらは、電波法により、出力が制限されていて、どこも差異はないそうです。
次に、電波の特性です。
・障害物があると100m~250mの距離は通信ができるらしい
・障害物があると基本は大きく距離は落ちる。
・減衰しながら反射します。その減衰率は、障害物の材質に左右される。
・木や紙などの材質は突き抜けることができる。
・水などは電波を吸収する。
・アンテナの垂直方向に同心円状に放出する。
このことから、無線LANルーターの通信距離は設置環境に大きく左右されることがあります。なので、あくまでパッケージに書いてある内容はあくまで参考と考えいてください。
しかし、つながりやすさを挙げる方法としては、アンテナの数です。
上の述べたMIMOという技術などでつながりやすさ通信速度が上がったりしていますので、アンテナの数を増やすことがひとつの手です。
また、アンテナも内蔵型と外付け型があり、外付けの場合、アンテナ向きを様々な方向にすると電波の放出方向的につながりすくなることもあるそうです。
アンテナ数
アンテナから電波が発せられるので、多いほど通信を行う経路が増えるということで、通信速度が速くなります。
また、アンテナは受信用送信用とがあり、送信側本数×受信側本数とあらわされます。(例:4×4は送信4本、受信4本という構成)
さらにこの本数は受信側と送信側の少ないほうに合わして通信を行います。例えば、受信側は4本だが、送信側が2本の場合、この間の通信はアンテナを2本使用しておこないます。
ビームフォーミング
ここからは技術面になります。
ビームフォーミングは基本的に全方位に放射される電波に指向性を持たせることです。
これにより、ある特定の場所に通信を集中させ、より確実に通信する事を可能にします。
MIMO
MIMO(マイモ)とはmultiple-input and multiple-outputの略です。日本語にすると、多重入力/多重出力と言います。
どういうことかという、基本的にある時間で区切ると、無線LAN通信は1つストリーム(チャネル)で、クライアント一台で送信か受信しています。なので、複数台のクライアントが通信する場合は、一見同時に通信しているようですが、あれは細かい時間で通信するクライアントを切り替えるているためそう見えるだけということです。
しかし、このMIMOは、複数のアンテナから同一のストリームにデータを分割させて受信側で分割したデータの合成し、通信を行います。
このため、ある時間単位の通信量はアンテナ数に応じて増えていくということです。
ちなみに、MIMO自体は先程言ったように1:1の通信が前提だが、11acからMU-MIMOといって、1:nの同時通信を可能にしました。
これは前述したビームフォーミングの技術を使い、互いの電波を極力干渉しないようにすることで実現しました。
ちなみにこちらも、無線LANルーターとクライアント側ともにMIMOに対応して、その力を発揮しますので、ご注意ください。
LANケーブル
LANケーブルは有線接続したい方はもちろんモデムやONUとルーターを接続する部分はLANケーブルが必要です。（ルーターとモデム、ONU一体型は別です)
さらに、無線LANルーターの性能が良くてもLANケーブルの性能が悪いと無線LANルーターの性能は発揮されません。
なので、ケーブル選びは重要です。
ということで、まず、LANケーブルの規格について説明します。
LANケーブルはカテゴリーという形で規格が分かれています。
各カテゴリは以下のようになっています
大きな違いとしては、通信速度や帯域幅の違いがある。
通信速度は通信の速さ。帯域幅は一度におくれる情報量のイメージで良いです。
これらをみると、多くのネットワークサービスは通信速度は1Gbps程度なので、最低カテゴリー5eがあれば問題ないです。
その他に、LANケーブルの形状や材質なのどがあります。例えば、LANケーブルのなかの銅線がより線か単線の違いです。この場合、より線の場合、取り回しやすいが、安定性がなく、短距離に向いています。
逆に単線の場合は、安定性があるので、長期的に向いています。
また、ケーブルの形状がフラット型のやつだと、踏まれやすいところに置く場合は向いています。
まとめ
以上が、無線LANルーターを選定する上で知っておきたい情報になります。これを元に、自分の環境にあった無線LANルーターを選んでいただければ良いと思います。
